Деннис Тейлор – Биология. В 3-х томах. Т. 2 (страница 2)

Сама природа занимаемой паразитами ниши свидетельствует о том, что они являются высокоспециализированными организмами, обладающими разнообразными приспособлениями, многие из которых обусловлены видовой принадлежностью хозяина и образом его жизни. В табл. 10.2 приведены некоторые особенности строения, физиологии и размножения паразитов. Эти особенности помогают дм приспосабливаться к суровым условиям существования.

Таблица 10.2. Некоторые морфологические, физиологические и репродуктивные приспособления паразитов

10.2. Опишите особенности строения, физиологии и размножения фасциолы (печеночной двуустки), обеспечивающие ее процветание.

10.2. Различные способы питания животных

10.2.1. Животные, питающиеся мелкими частицами

Питание с помощью псевдоподий

Амеба питается коловратками, десмидиевыми и диатомовыми водорослями, бактериями, жгутиковыми, ресничными и мельчайшими частичками органических остатков, захватывая их путем фагоцитоза. Псевдоподии амебы обтекают пищевую частицу и включают ее в цитоплазму вместе с небольшим количеством воды; образующийся при этом пузырек называется пищевой вакуолью (рис. 10.4). Эта вакуоль окружается множеством мельчайших лизосом, которые в конечном счете сливаются с ее мембраной и выделяют в вакуоль свое содержимое (т. е. переваривание у амебы является внутриклеточным). На этой стадии вакуоль называется пищеварительной. Еще до слияния с лизосомами вакуоль теряет некоторое количество воды и уменьшается в размерах, а ее содержимое имеет кислую реакцию (рН 5,6). Затем содержимое вакуоли становится слабощелочным (рН 7.3).

Рис. 10.4. Поглощение, переваривание и всасывание пищи у амебы

Среди влившихся в вакуоль ферментов содержатся карбогидразы, амино-, экзо- и эндопептидазы, эстераза, коллагеназа и нуклеаза. Эти ферменты поступают в вакуоль в разное время, поэтому их переваривающее действие разделено во времени, а не в пространстве, как у высших организмов. После завершения переваривания мембрана пищеварительной вакуоли расщепляется с образованием множества тончайших канальцев. Растворимые продукты переваривания поступают в эти канальцы, а из них путем микропиноцитоза — в окружающую цитоплазму. Непереваренные остатки пищи выводятся из организма амебы путем экзоцитоза в каком-либо участке ее поверхности.

Питание с помощью ресничек

Основную пищу парамеции составляют бактерии. Расположенные вдоль ротовой воронки специализированные ряды ресничек гонят воду вместе со взвешенными в ней микроорганизмами по направлению к глотке (рис. 10.5). Вместе с током воды бактерии поступают в глотку, а затем под действием ресничек ундулирующей мембраны загоняются в рот (цитостом)[1]. Вокруг рта находится ряд специализированных, перекрестно расположенных ресничек, которые играют роль фильтра, препятствуя поступлению крупных частиц.

Рис. 10.5. Ток воды со взвешенными в ней частицами и путь, который проходит пища в клетке парамеции

Мелкие частицы вместе с небольшим количеством воды поступают в эндоплазму инфузории, где вокруг них образуется пищеварительная вакуоль, которая с током эндоплазмы проделывает определенный путь вокруг всего тела инфузории. На протяжении этого пути содержимое вакуоли приобретает вначале кислую (рН 2-4), а затем слабощелочную (рН 7-8) реакцию. В кислой среде происходит умерщвление жертвы, а переваривание ее осуществляется в основном с уменьшением кислотности среды. В частности, протеолитические ферменты обладают наибольшей активностью при рН 5,7-5,8.

Растворимые конечные продукты этого внутриклеточного переваривания всасываются в цитоплазму инфузории, а непереваренные частицы выбрасываются путем экзоцитоза через порошицу (цитопрокт).

Опыт 10.1. Переваривание дрожжевых клеток и образование пищеварительных вакуолей у инфузории (Paramecium)

Культура парамеций

Покровные стекла и предметные стекла с лункой

Препаровальные иглы

10%-ный раствор метилцеллюлозы

Вата

Культура дрожжевых клеток, окрашенных конго красным

Монокулярные микроскопы

1. Поместите на предметное стекло каплю культуральной среды, содержащей парамеций.

2. Чтобы замедлить движение парамеций, добавьте 1-2 капли 10%-ного раствора метилцеллюлозы и все перемешайте.

3. Добавьте несколько волокон ваты. Они будут поддерживать наложенное сверху покровное стекло и создадут перегородки, которые ограничат движение животных и облегчат наблюдение за ними.

4. Добавьте каплю суспензии дрожжей, окрашенных конго красным. Конго красный является индикатором в интервале рН от 3 до 5 и имеет в этом интервале следующую окраску:

при рН 5,1-красно-оранжевую,

при рН 3-5-пурпурную,

при рН 3,0-сине-фиолетовую.

5. Накройте предметное стекло покровным стеклом и рассмотрите препарат под микроскопом при большом увеличении.

6. Проследите судьбу дрожжевых клеток с того момента, как они поступают в ротовую воронку и затем в цитостом. Должны быть видны образующиеся пищеварительные вакуоли, содержащие дрожжевые клетки.

7. Отметьте изменение окраски пищеварительных вакуолей. Объясните наблюдаемые изменения.

10.2.2. Фильтрующий способ питания

Фильтрация с помощью щетинок

Daphnia pulex — обыкновенная водяная блоха, имеет ряд листовидных грудных ног, заключенных внутри щитка (карапакса) и покрытых жесткими щетинками (рис. 10.6). Когда все ноги одновременно двигаются вперед, между ними всасывается вода, содержащая взвешенные пищевые частицы. Щетинки отфильтровывают из этого потока соответствующие пищевые частицы, а когда ноги движутся в обратном направлении, пищевые частицы проталкиваются по брюшному желобку к ротовому отверстию под действием щетинок, расположенных у основания каждой ноги. Около ротового отверстия пищевые частицы обволакиваются липким слизистым веществом.

Рис. 10.6. Дафния. Вид сбоку

Фильтрация с помощью ресничек

Mutilus edulis — обыкновенная съедобная мидия, живет на мелководье прибрежных зон, прикрепившись к скалам и камням. Она относится к двустворчатым моллюскам, ведущим неподвижный образ жизни. По обеим сторонам тела мидии расположены "жабры" или ктенидии, покрытые ресничками. Движение ресничек создает непрерывный ток воды, которая поступает в организм животного через вводной сифон и выходит через выводной сифон. Вместе с водой поступает пища, состоящая из микроскопических простейших и одноклеточных водорослей. Многочисленные секреторные клетки, разбросанные среди ресничек, выделяют обильную липкую слизь, которая обволакивает пищевые частицы. Захваченные таким образом пищевые частицы направляются ресничками к ротовому отверстию, лежащему на спинной поверхности недалеко от переднего края жабр. Покрытые ресничками лопасти, окружающие ротовое отверстие, сортируют пищевые частицы перед тем, как они поступят в ротовое отверстие. Пищеварительный канал моллюсков состоит из желудка и короткого кишечника, оканчивающегося анальным отверстием, расположенным рядом с вы-водным сифоном.

Опыт 10.2. Изучение способа питания дафнии (Daphnia pulex)

Культура дафний Вата

Предметные стекла с лункой и покровные стекла

Препаровальные иглы

Культура дрожжевых клеток, окрашенных нейтральным красным

Бинокулярные и монокулярные микроскопы

1. Поместите культуру дафний в лунку предметного стекла.

2. Добавьте несколько волокон ваты, чтобы замедлить движение животных.

3. Добавьте каплю суспензии дрожжевых клеток, окрашенных нейтральным красным. Нейтральный красный является индикатором в интервале рН 6-8 и имеет в этом интервале следующую окраску:

при рН 6,8-красную,

при рН 7,7-розовато-красную,

при рН 8,0-оранжево-желтую.

4. Наложите покровное стекло и рассмотрите дафний, находящихся в латеральном положении (рис. 10.6).

5. Обратите внимание на строение и характер движения расположенных под карапаксом грудных ног и на их щетинки.

6. Проследите за перемещением дрожжевых клеток по направлению к фильтрующему отделу перед их заглатыванием.

7. Отметьте изменения окраски поглощенных дрожжевых клеток по мере их прохождения по кишечнику и объясните наблюдаемые изменения.

10.2.3. Животные, питающиеся крупными пищевыми частицами

Захват пищи с помощью щупалец

Гидра, представитель типа кишечнополостных, питается преимущественно дафниями и циклопами, причем пищеварение у нее частично внеклеточное и частично внутриклеточное. Когда добыча касается чувствительных волосков (книдоцилей) стрекательных клеток, расположенных на щупальцах гидры, содержимое этих клеток автоматически выбрасывается. Крупные стрекательные клетки-пенетранты-парализуют жертву, а вольванты и глютинанты прочно удерживают ее на щупальцах. Затем щупальца изгибаются по направлению к ротовому отверстию, которое в свою очередь широко открывается, пропуская жертву в гастральную полость (рис. 10.7).

Находящиеся в энтодерме пищеварительные железистые клетки секретируют высокоактивные протеолитические ферменты, которые начинают процесс внеклеточного переваривания. Движение жгутиков энтодермальных клеток и сокращения стенок тела гидры способствуют циркуляции пищи и ферментов и разделению пищи на мелкие частицы. Внеклеточное переваривание продолжается около 4 часов, после чего пищевые частицы захватываются псевдоподиями, образующимися на поверхности энтодермальных клеток. Окончательное переваривание, как и у амебы, происходит уже внутри клеток.